Введение
1 Обзор современного состояния процессов электромагнитной штамповки 10
1.1 Преимущества методов электромагнитной штамповки 11
1.2 Варианты технологических схем и методы анализа формоизменяющих операций цилиндрических заготовок 13
1.3 Влияние импульсного магнитного поля на свойства материалов и * предельные возможности их формоизменения 23
1.4 Особенности применения метода конечных элементов при моделировании операций электромагнитной штамповки 28
1.5 Цель и задачи исследования 33
- 2 Разработка математических моделей процессов электромагнитной штамповки 35
2Л Вариационные подходы при решении задач механики методом конечных элементов , 35
2.2 Вариационная формулировка задачи динамики в процессах обработки металлов давлением 37
* 2.3 Решение уравнений движения.,. 44
2.4 Оптимизация алгоритма расчета 45
2.5 Определение напряженно-деформированного состояния заготовки при упруго-пластическом деформировании 47
2.6 Учет скоростного упрочнения в операциях электромагнитной штамповки 50
2.7 Характеристики трехмерного напряженно-деформированного состояния заготовки 54
2.8 Учет процесса контакта матрицы и заготовки 56
2.9 Варианты конечно-элементного расчета деформаций и скоростей деформаций в задачах электромагнитной штамповки 58
2.10 Обоснование адекватности разработанных моделей 61
2.10.1 Расчет собственных частот заготовки 61
2.10.2 Решение для схемы раздачи «кольцо в кольцо» 63
2.10.3 Сопоставление результатов с двухмерной моделью на основе метода конечных элементов , 65
2.10.4 Сравнение экспериментальных и расчетных данных 66
2.10.5 Сходимость решения при изменении числа конечных элементов и частоты дискретизации по времени в динамической постановке 69
2.11 Результаты и выводы по разделу 71
3 Исследование и анализ операций электромагнитной штамповки 73
3.1 Расчетная схема операции получения поперечных пазов 73
3.2 Исследование операции получения поперечного паза 75
3.3 Анализ напряженно-деформированного состояния поперечного паза 83
3.4 Анализ влияния радиуса заготовки на её напряженно - деформированное состояние в процессе формоизменения.. 85
3.5 Теоретическое исследование операций отбортовки бокового отверстия в цилиндрической заготовке 87
3.5.1 Операция отбортовки отверстия 87
* 3.5.2 Расчетная схема операции 88
3.6 Анализ напряженно-деформированного состояния заготовки для операции отбортовки бокового отверстия в цилиндрической заготовке 90
3.7 Исследование влияния формы импульса на напряженно-деформированное состояние заготовки 98
3.8 Результаты и выводы по разделу 102
4 Анализ влияния технологических параметров в операциях получения поперечного паза и отбортовки бокового отверстия 104
4.1 Обоснование выбора плана машинного эксперимента для получения вторичных математических моделей операций электромагнитной штамповки 104
4.2 Применение факторного планирования эксперимента для исследования технологических параметров операции получения поперечных пазов 107
4.3 Анализ технологических параметров операции получения поперечных пазов 110
4.4 Применение планирования эксперимента для исследования технологических параметров операции отбортовки отверстия 125
4.5 Анализ энергосиловых и деформационных параметров операции отбортовки отверстия 127
4.6 Результаты и выводы по разделу 141
5 Разработка методики проектирования операций электромагнитной штамповки 143
5.1 Повышение эффективности оборудования для операций электромагнитной штамповки 143
5.2 Деформирование заготовки неравномерным магнитным полем 146
5.3 Особенности операции отбортовки бокового отверстия в полой цилиндрической заготовке 150
5.4 Программный комплекс 152
5.5 Рекомендации по проектированию технологических операций 155
Основные результаты и выводы по работе 158
Заключение 161
Литература
